提高鋼卷在線成材率的控制措施

張國臣，趙 鑫

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有效責(zé)任公司，河北 唐山 063200）

作為加工制造企業(yè)，控制加工成本、提升產(chǎn)品收得率能很大程度提升企業(yè)效益，目前各企業(yè)都在挖潛，努力降低成本。提升產(chǎn)品收得率在我們鋼鐵行業(yè)就是提高鋼材成材率，提高成材率是企業(yè)一項(xiàng)重要生產(chǎn)指標(biāo)。首鋼京唐1580熱軋廠之前鋼卷在線成材率只有98.4%，經(jīng)過采取一系列措施，在線成材率不斷提高，下面圍繞鋼卷在線成材率進(jìn)行相關(guān)分析并介紹相關(guān)控制措施。

1 鋼卷在線成材率的定義

在線成材率是指帶鋼成卷后卷稱（軋線上的）稱的重量和板坯入爐前板坯稱稱的重量的比值，即在線成材率=鋼卷在線重量/板坯實(shí)際重量。

2 影響在線成材率的因素

根據(jù)公式可知，在板坯實(shí)際重量不能改變的情況下，若讓在線成材率提高，必須提高鋼卷在線重量，從板坯入爐到軋制成卷，重量損失主要有加熱爐燒損、軋制過程氧化損失、精軋切頭尾量、進(jìn)線檢查處理或取樣切損量。在實(shí)際生產(chǎn)中軋制過程氧化損失可以忽略不記，主要從另外三方面控制鋼卷重量損失。成材率損耗各影響因素間的關(guān)系為：燒損＞切損＞取樣量[1]。

3 提高在線成材率的控制措施

3.1 降低加熱爐燒損

控制加熱爐燒損是熱軋控制成本中很重要的一部分，也是潛力較大的一項(xiàng)。加熱爐燒損主要是指板坯的氧化損失，由于板坯在加熱過程中，爐內(nèi)的氧原子由板坯的外部向內(nèi)部擴(kuò)散，而鐵原子則從板坯內(nèi)部往外部擴(kuò)散，兩者相遇就會發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)而生成氧化物。所以控制加熱爐燒損就是控制板坯的氧化過程。通過實(shí)踐總結(jié)分析，影響板坯氧化的主要因素有三種：爐內(nèi)氣氛、加熱溫度、在爐時(shí)間。爐內(nèi)氣氛偏氧化、加熱溫度過高，以及在爐時(shí)間偏長都會導(dǎo)致板坯氧化加劇，增大板坯燒損。故降低加熱爐燒損主要從控制爐內(nèi)氣氛、降低加熱溫度和縮短在爐時(shí)間三方面入手。

（1）控制爐內(nèi)氣氛主要是指降低爐內(nèi)氧化氣氛，從而降低板坯氧化物生成。爐內(nèi)氣氛決定于燃料成分、空氣過剩系數(shù)和燃燒完全程度，爐氣中一般包含CO2、H2O、O2、SO2、CO、H2、CH4和N2，其中氧化性最強(qiáng)的是O2，其次是SO2、H2O和CO2，通過嚴(yán)格控制空燃比，保證充分燃耗的情況下，最大限度地降低空氣過剩系數(shù)，降低爐內(nèi)氧化氣氛，減少板坯氧化。

（2）降低加熱爐出爐溫度是降本增效的一項(xiàng)有效措施，也是提高在線成材率的主要手段。在保證軋制穩(wěn)定性及FDT命中率的前提下，盡量下調(diào)出鋼溫度。在此方面主要可以做的工作有：①合理安排軋制計(jì)劃，排產(chǎn)考慮實(shí)際溫度過渡，差異越小越好，高溫鋼種集中排產(chǎn)，盡量避免或減少冷熱坯混裝，從而避免不必要的溫度浪費(fèi)，減小燒損。②如因特殊情況高溫鋼種需少量排產(chǎn)時(shí)，為避免前后低溫鋼種高溫浪費(fèi)，可視塊數(shù)選擇少裝1/2個爐子；冷熱坯混裝時(shí)，如果冷坯較少，在允許的情況下可將冷坯集中裝到1個爐子。這樣不裝需高溫鋼種的爐子就可以正常低溫出鋼，降低了加熱溫度。③根據(jù)板坯庫上料情況提前預(yù)判后續(xù)是否有待料停機(jī)，提前壓低加熱溫度，利用待料停機(jī)時(shí)間提高到正常溫度，避免停機(jī)時(shí)在高溫保溫現(xiàn)象。④根據(jù)過程溫降動態(tài)調(diào)整出鋼溫度，軋線各區(qū)域及時(shí)反饋提醒，最大限度地的降低出爐溫度。⑤軋線治水，保證封水效果，降低過程溫降，從而保證加熱爐低溫出鋼。⑥數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，提升控制水平，根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)分析，一加二加溫度控制對成材率影響較大，尤其一加溫度控制在小于1000度時(shí)，成材率相對較高。

（3）縮短在爐時(shí)間主要利用提高軋制節(jié)奏和靈活調(diào)整裝鋼間距來實(shí)現(xiàn)。可以通過與軋制節(jié)奏標(biāo)準(zhǔn)及軋制間隙標(biāo)準(zhǔn)對比，及時(shí)發(fā)現(xiàn)實(shí)際軋制節(jié)奏控制問題，總結(jié)提升要鋼水平。影響軋制節(jié)奏的主要因素有：上料、要鋼控制、長短坯及定寬切換、軋制穩(wěn)定性、設(shè)備或工藝質(zhì)量問題。上料主要是通過與計(jì)劃、板坯庫提前溝通，根據(jù)鑄機(jī)出坯及庫存情況，做好相關(guān)計(jì)劃排程，提高熱裝率，板坯庫做好板坯倒料備料工作，提高上料節(jié)奏，從而保證軋線出鋼節(jié)奏；在裝鋼方面，如果規(guī)格合適，可以改變裝鋼順序，來緩解按正常順序上料時(shí)因單跨上料或輥道卡坯子等因素導(dǎo)致的上料慢問題。要鋼控制這方面主要通過在畫面增加軋制間隙顯示，操作工緊盯節(jié)奏控制水平，根據(jù)軋速變化，及時(shí)更改要鋼時(shí)間，做到最快節(jié)奏要鋼。長短坯及定寬切換方面，聯(lián)系計(jì)劃盡量集中排產(chǎn)，如果避免不了，對于定寬不定寬頻繁切換的提前聯(lián)系二級修改定寬機(jī)啟動條件，改成全部定寬，避免來回切換定寬機(jī)影響節(jié)奏的情況。在軋制穩(wěn)定性、設(shè)備或工藝質(zhì)量問題方面，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，在保證生產(chǎn)順穩(wěn)及不出批量質(zhì)量問題的前提下，最大限度的保證軋制節(jié)奏。通過對軋制節(jié)奏影響因素的不斷分析，并不斷完善相關(guān)控制，目前在軋制節(jié)奏控制水平方面，月平均可以達(dá)到30~35卷/小時(shí)，正常軋制間隙在28~30秒（上一塊F1拋鋼到下一塊F1咬鋼）。

板坯庫上料是制約生產(chǎn)軋制節(jié)奏造成板坯在爐時(shí)間長的一重要影響因素，根據(jù)上料速度，在保證加熱溫度能滿足要求的情況下及時(shí)調(diào)整裝鋼間距以及輥期間或爐內(nèi)交替拉空步有利于減少待料停機(jī)，降低板坯在爐時(shí)間。正常生產(chǎn)情況下，一般都是三爐/四爐生產(chǎn)，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)總結(jié)，在三爐生產(chǎn)時(shí)，常軋鋼種可以按表1控制，四爐生產(chǎn)時(shí)按表2控制。（根據(jù)上料和出鋼節(jié)奏以及溫度控制靈活調(diào)整，不斷摸索優(yōu)化）。

表1 三爐生產(chǎn)中心線間距控制

表2 四爐生產(chǎn)中心線間距控制

3.2 減小精軋切頭尾量

精軋切頭尾切損主要受粗軋中間坯頭尾形狀及飛剪剪切精度影響。

（1）中間坯頭尾形狀主要取決于粗軋定寬機(jī)狀態(tài)及中間坯鐮刀彎控制水平，頭尾兩側(cè)相對平齊對稱時(shí)且尾部燕尾不大時(shí)最有利于剪切，切損量也最容易控制到最小。通過限定定寬機(jī)減寬量以及及時(shí)調(diào)整定寬機(jī)對中來保證定寬機(jī)出口板坯狀態(tài)，從而保證粗軋軋制后的中間坯頭尾形狀；通過總結(jié)粗軋各種鐮刀彎曲線的相應(yīng)調(diào)整手法以及換R2新輥上機(jī)后的軋制策略及軋制計(jì)劃安排，如新輥上機(jī)采用降速、減除鱗水、側(cè)導(dǎo)板全道次對中以及下調(diào)工作輥冷卻水流量等措施，換輥后前三輥期不排酸洗、車輪鋼低溫鋼種等，提升粗軋鐮刀彎命中率。

（2）在控制剪切精度方面，設(shè)備專業(yè)應(yīng)及時(shí)更換切頭尾剪刃，保證剪刃間隙精度；通過在飛剪入口增加氣吹裝置和軸流風(fēng)機(jī)等措施來提高熱金屬檢測器的檢測精度[2]，提高剪切的穩(wěn)定性；操作工嚴(yán)細(xì)盯崗，及時(shí)修正剪切長度；同時(shí)定期對比實(shí)際切頭尾大小與畫面輸入數(shù)值，校驗(yàn)切頭尾剪切準(zhǔn)確度，保證中間坯切頭尾率在0.3%以下的水平。

4 減少進(jìn)線檢查處理或取樣切損量

此項(xiàng)切損主要是控制取樣卷數(shù)以及因控制質(zhì)量需進(jìn)線檢查或切除的卷數(shù)。

通過直接賦能及優(yōu)化取樣規(guī)則減少輥期取樣卷數(shù)。

在控制進(jìn)線缺陷檢查及處理卷數(shù)方面，一是通過合理安排計(jì)劃增加軋制穩(wěn)定性和保證帶鋼質(zhì)量。做好軋制計(jì)劃的審核，保證鋼種規(guī)格過渡符合軋制要求，將有軋制難度的鋼種規(guī)格及計(jì)劃中有特殊表面要求的在軋制前向操作人員做好通知提醒，做好軋制準(zhǔn)備，避免因軋制不穩(wěn)定導(dǎo)致出現(xiàn)頭尾軋破的現(xiàn)象，從而避免后續(xù)鋼卷因輥印進(jìn)線確認(rèn)的出現(xiàn)；同時(shí)通過提前控制預(yù)防，消除或降低帶鋼出現(xiàn)質(zhì)量缺陷的幾率；二是在生產(chǎn)過程中不斷總結(jié)分析，提高操作工操作水平，提高盯崗關(guān)注度，建立相應(yīng)卷形評比指標(biāo)，增加操作工責(zé)任心；提高設(shè)備控制精度如卷取側(cè)導(dǎo)板對中度、夾送輥及助卷輥水平度等，從而減少帶鋼尾部溢出邊，減少爛尾卷，提升生產(chǎn)及質(zhì)量控制水平。

在控制開卷切損量方面，通過調(diào)整操作箱位置，找標(biāo)記控制規(guī)范開卷長度，進(jìn)而減少開卷切損量。

5 在線成材率控制效果

通過降低加熱爐燒損和控制帶鋼在線切損，鋼卷在線成材率會不斷提升，以上控制措施也在不斷優(yōu)化完善，近些年通過不斷總結(jié)分析與嘗試，鋼卷在線成材率控制水平逐年提升，由原來僅98.4%的水平上升到今年上半年平均98.57%的水平，其中今年第一季度更是達(dá)到了平均98.61%的水平。

圖1 在線成材率示意圖

6 結(jié)語

鋼鐵企業(yè)面臨很大的市場競爭，也面臨著極大的環(huán)保壓力，要想在激勵的競爭中擁有一席之地，且創(chuàng)造出足夠好的利潤，在保證及不斷提升產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，不斷降低生產(chǎn)成本是企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑，而軋鋼系統(tǒng)中提高在線成材率是降低成本中的重要部分，故要側(cè)重總結(jié)分析相關(guān)影響因素，不斷推進(jìn)改進(jìn)措施，使鋼卷在線成材率不斷提升。